为什么ARM在数据中心和HPC中变得越来越受欢迎？

联泰集群现在提供由 AMPERE CPU 驱动的 ARM 服务器! 请联系我们进行咨询。

为什么ARM在数据中心和HPC中变得越来越受欢迎？

数据中心和 HPC 行业多年来见证了巨大的增长，随着大数据的爆炸，对更有效的高性能计算的需求已经成为一项巨大的工作。地球上几乎所有智能手机都使用的 ARM 处理器，已经成为服务器解决方案领域内的一个可行选择。例如，日本的 Fugaku 是世界上最快的超级计算机之一，它运行在基于 ARM 架构的处理器上。

对于某些工作负载，人们已经从传统的 x86 处理器转向基于 ARM 的处理器，并产生了兴趣。ARM 是 Advanced RISC Machines 的缩写，是一种广泛用于移动设备的处理器架构，但它现在在数据中心和HPC中越来越受欢迎。

数据中心和高性能计算（HPC）领域长期以来一直被 AMD 和英特尔的 X86 CPU 所主导。然而，安晟培的 ARM CPU 通过推出基于 ARM 架构的各种开发平台和云服务器，正在撼动这个行业，并在数据中心和 HPC 行业掀起波澜。在这篇文章中，我们将仔细研究 ARM CPU 是如何闯入数据中心和 HPC 领域的，以及为什么它们会如此改变游戏规则。

什么是ARM

ARM 是一种处理器架构，广泛用于移动设备，如智能手机和平板电脑，因其低功耗和高效设计而闻名，最早由 Acorn 公司于 1994 年开发。如今，芯片设计公司 Ampere 在服务器 ARM 领域占有一席之地。

安晟培公司的 ARM CPU 与传统的 X86 CPU之间的关键区别之一是其架构。ARM CPU 使用精简指令集计算（RISC）架构，而 x86 CPU 使用复杂指令集计算（CISC）架构。

这意味着 ARM CPU 能够更快、更有效地进行计算，因为它们需要更少的指令来执行特定任务。ARM CPU 以低功耗著称，在能源消耗和成本激增的情况下，它们成为数据中心和 HPC 探索的有吸引力的选择。

ARM与x86 CPU的对比

每瓦特性能

功耗是数据中心和 HPC 的关键因素之一。与 x86 处理器相比，ARM 处理器的功耗更低，使其更加省电。随着对节能计算需求的增加，基于 ARM 的服务器正在成为数据中心和 HPC 的首选解决方案。

工作负载被分配到大量更小、更高效的内核上，而不是更少的更强大的内核上。因此，ARM 处理器的内核可以在轻度工作负载上提供更好的每瓦特功率性能。需要全天候运行的基于云的应用，如网络托管、数据库管理和边缘计算，都受益于能够完成工作的低功耗处理器。

更好的温度控制

与 x86 处理器相比，ARM 处理器因其利用可在单个时钟周期内执行的简单指令而以其更好的能源效率而闻名。RISC 中的 "减少的指令 "需要更少的晶体管，并且能够在不同的指令集之间进行流水线处理，这使得 ARM 处理器具有很高的能效，同时最大限度地减少发热，这是移动设备 ARM 处理器的一个重要特征。保持凉爽以防止性能问题的属性被证明有利于 ARM 服务器处理器，因为高效的散热可以提高性能和稳定性。

云原生高密度计算

安晟培将其 Altra 和 Altra Max 处理器放在了针对超大规模云服务提供商的位置，提供多达 128 个内核。这些供应商有能力开发随内核数量而有效扩展的软件，而不是基于每个内核的性能。这种策略限制了基于 ARM 的解决方案的潜在客户群，但随着数据中心的发展和云计算的普及，我们可以看到采用情况的上升。

安晟培公司目前以较低的单核价格将其 Altra 和 Altra Max CPU 推向市场。通过瞄准云计算领域，以其巨大的内核数和高效率为最多的 vCPU（虚拟CPU）提供最大的计算量，安晟培能够利用一个全新的市场，以更低的功率目标运行他们的工作负载，从而降低总成本。

采用ARM所面临的挑战

虽然基于 ARM 的计算机处理器正在被数据中心采用，但它仍然是一个相当年轻的架构，尚未挑战英特尔和 AMD 占据的主流市场。安晟培目前的目标是不太复杂的应用和用例。数据库、媒体编码、网络服务、网络、云移动游戏和推理都需要自己的独立处理器，而 ARM 提供的密度和功率效率满足了这些轻度工作负载。

要真正看到 ARM 在科学计算和训练人工智能等工作负载中更复杂的加速方面的进一步进步，我们仍然需要期待开发者支持 ARM 指令集和 AVX-512 等加速器的加入。它的功率效率可以彻底改变高性能计算，以便在云端处理。

采用基于 ARM 的处理器的最大挑战之一是软件兼容性。大多数应用程序是为在 x86 处理器上运行而设计的，这意味着它们需要重新编译以在 ARM 处理器上运行。这可能既费时又费钱，特别是对于拥有大量应用程序的公司。

ARM的未来

许多现代手持设备都由 ARM 处理器驱动。迄今为止，它为一些最复杂的智能手机任务提供能源效率，展示了它推动数据中心工作负载的潜力。我们可以看到苹果公司基于 ARM 的 M1 和 M2 芯片在消费类笔记本电脑市场上几乎没有性能竞争。物联网设备，如自主车辆和机器人，都是基于 RISC 和 ARM 的。

对于那些较轻的数据中心和基于云的任务，走向更高的效率和更低的功率，可以保留 x86 服务器所拥有的原始计算，用于更复杂和重型的工作负载。微软 Azure、亚马逊 AWS 和谷歌已经在其云原生计算中转向使用基于 ARM 的处理器。

随着云供应商希望提高其数据中心的能源效率，ARM 处理器可能会成为为云实例提供动力的越来越流行的选择。初创企业可以利用较低的成本来运行这些系统，在互联世界中进行新的和令人兴奋的创新。

联泰集群现在提供由 Ampere Altra 和 Altra Max 提供的ARM服务器!

今天就联系我们，了解更多信息。